一种双工位协同自动焊接工作站的制作方法

1.本发明涉及机器人自动焊接领域，特别涉及一种双工位协同自动焊接工作站。


背景技术：

2.在生产实际中，一些设备中的易损部件因其受损且使用量大导致焊接工作量很大，比如料斗，料斗是斗式提升机物料输送的重要部件，为主要易损件，需求量大，具型号众多。料斗的焊接是在成型的“u”型底板的两端分别焊装端板，构成其“u”型斗体；现有技术中采用双轴变位机进行自动焊接，单件“u”型斗体的焊接时间约15分钟，在整个焊接作业中，工件在双轴变位机上拆装十分频繁，大量的工时消耗在工件拆装过程中，焊接机器人存在严重的停工待料阶段，焊接工作效率难以提高。


技术实现要素：

3.本发明是为避免上述现有技术所存在的不足，提供一种双工位协同自动焊接工作站，以提高焊接工效，提高焊接机器人的有效利用率。
4.本发明为解决技术问题存在如下技术方案：
5.本发明双工位协同自动焊接工作站的特点是包括：
6.一台焊接机器人，其为六轴焊接机器人，带有固定座；
7.两台双轴变位机，其平行布置在焊接机器人的两侧，均处在焊接机器人的工作区域内，在各台双轴变位机的回转座上利用螺栓安装工装板；焊接工件利用定位销定位在所述工装板上；
8.所述双轴变位机为头尾式变位机，具有翻转机构和回转机构；所述翻转机构为：由主动端支座和从动端支座呈水平设置可翻转的水平转轴，在水平转轴上固定安装翻转板，在主动端支座上设置水平转轴驱动机构，用于驱动水平转轴转动并带动翻转板实现翻转；所述回转机构为：在所述翻转板的中心位置上呈竖向设置回转轴，在所述回转轴上固定安装所述回转座，设置回转轴驱动机构，用于驱动回转轴转动，并带回转座实现回转；
9.设置两台双轴变位机在上下料状态和焊接状态相互交替转换，所述焊接机器人始终配合处在焊接状态下的一台双轴变位机进行焊接操作。
10.本发明双工位协同自动焊接工作站的特点也在于：在所述工装板上分布有沉孔，在所述沉孔中设置内六角沉头螺栓将所述工装板可拆地安装在双轴变位机回转座上；在所述工装板上还分布有定位销孔，在其中一对定位销孔中设置所述定位销将料斗中“u”型底板定位在所述工装板上；在所述工装板的内侧边固定安装夹具对所述“u”型底板中相应一侧的侧边进行夹持，使所述“u”型底板固定在工装板上。
11.本发明双工位协同自动焊接工作站的特点也在于：所述工装板中的定位销孔在不同位置上有多对可选，选择使用不同位置上的定位销孔以适于不同型号的料斗的安装。
12.本发明双工位协同自动焊接工作站的特点也在于：配套设置多种具有不同分布形式定位销孔的工装板，选定所需的工装板在所述双轴变位机回转座上更换安装，以适应不
同型号料斗的更大范围的扩展。
13.本发明双工位协同自动焊接工作站的特点也在于：所述夹具为气动夹具，所述气动夹具的气缸由气缸座固定安装在工装板上，夹具中的夹持臂与气缸活塞杆组成曲柄滑块机构，利用可伸缩的气缸活塞杆带动夹持臂实现对所述“u”型底板的侧边的夹持。
14.本发明双工位协同自动焊接工作站的特点也在于：所述夹具至少为两组，两组气动夹具通过换向阀的换向控制实现同步。
15.与已有技术相比，本发明有益效果体现在：
16.1、本发明采用双工位布置且协同工作，两个工位在上下料操作和机器人焊接的不同工作状态下交替进行，极大地提高了工作效率，提高了焊接机器人的利用率；
17.2、本发明采用变位机双轴与机器人协同，使焊缝始终处于最佳的焊接位置，极大地有利于焊接质量的提高，适用性好；
18.3、本发明通过更换定位销的位置即可满足多型号提升机料斗的焊接，还可以通过更换工装板来扩展可焊接零件的类型，其结构简单，更换方便。
附图说明
19.图1为本发明焊接工作站主体结构轴测图；
20.图2为本发明焊接工作站变位机轴测图；
21.图3为本发明中工装板轴测图；
22.图4为本发明中料斗的“u”型底板与工装板配合示意图；
23.图5为本发明中料斗的“u”型底板与气动夹具配合示意图；
24.图6为本发明中气动夹具结构示意图；
25.图中标号：1工装板，2沉孔，3定位销孔，4定位销，5夹具，51气缸座，52气缸，53气缸活塞杆，54夹持臂，55摇臂，6固定孔，7为“u”型底板，8焊接机器人，81固定座，9双轴变位机，10主动端支座，11从动端支座，12水平转轴，13翻转板，14翻转减速机，15翻转伺服电机，16回转座，17回转减速机，18回转伺服电机。
具体实施方式
26.参见图1和图2，本实施例中双工位协同自动焊接工作站包括：
27.一台焊接机器人8，其为六轴焊接机器人，并带有固定座81；
28.两台双轴变位机9，其平行布置在焊接机器人8的两侧，均处在焊接机器人8的工作区域内，在各台双轴变位机的回转座上利用螺栓安装工装板1；焊接工件利用定位销定位在工装板1上。
29.双轴变位机9为头尾式变位机，具有翻转机构和回转机构；
30.翻转机构为：由主动端支座10和从动端支座11呈水平设置可翻转的水平转轴12，在水平转轴12上固定安装翻转板13，在主动端支座10上设置水平转轴驱动机构，包括翻转减速机14和翻转伺服电机15，用于驱动水平转轴12的转动，并带动翻转板13实现翻转；回转机构为：在翻转板13的中心位置上呈竖向设置回转轴，在回转轴上固定安装回转座16，设置回转轴驱动机构，包括回转减速机17和回转伺服电机18，用于驱动回转轴转动，并带回转座实现回转；设置翻转机构和回转机构使得工件焊缝始终处于较佳的焊接姿态，有利于提高
焊接质量，也极大地便利于上下料过程。
31.本实施例中，设置两台双轴变位机9在上下料状态和焊接状态相互交替转换，焊接机器人8始终配合处在焊接状态下的一台双轴变位机进行焊接操作，实现双工位协同自动焊接。也就是：当其中第一台变位机上工件装夹完毕，焊接机器人配合第一台变位机进行焊接的同时，第二台变位机投入上下料操作；使得在焊接机器人完成第一台变位机上的焊接工作时，第二台变位机已完成备料，此时，焊接机器人直接投入配合第二台变位机进行焊接，保证了焊接机器人的连续工作状态，并保证焊缝位置准确。
32.本实施例中，针对工装板和料斗工件的装夹作如下结构设置：
33.参见图3、图4和图5，在工装板1上分布有沉孔2，在沉孔2中设置内六角沉头螺栓将工装板1可拆地安装在双轴变位机回转座上；在工装板1上还分布有定位销孔3，在其中一对定位销孔3中设置定位销4将料斗中“u”型底板7定位在工装板1上，为了方便拆装，在定位销上设置螺纹用于和安装板螺纹连接；在工装板1的内侧边固定安装夹具5对“u”型底板7中相应一侧的侧边进行夹持，使“u”型底板7固定在工装板1上；图3所示在工装板1的一侧边还设置有用于安装夹具的固定孔6。
34.为适应不同型号料斗的焊接，工装板1中的定位销孔3在不同位置上有多对可选，选择使用不同位置上的定位销孔3以适于不同型号的料斗的安装；图3中所示的定位销孔3共有四只，四只定位销孔3分布在一条直线上，形成具有不同间距的定位销孔对。
35.为适应不同型号料斗的更大范围的扩展，配套设置多种具有不同分布形式定位销孔3的工装板1，形成不同规格的工装板，选定所需的工装板1在双轴变位机回转座上更换安装，即可适应不同型号料斗的更大范围的扩展。
36.如图4、图5和图6所示，具体实施中，夹具5为气动夹具，气动夹具的气缸52由气缸座51利用工装板1固定孔6固定安装在工装板1上，夹具5中的夹持臂54与气缸活塞杆53组成曲柄滑块机构，是以气缸活塞杆53的杆端为滑块，夹持臂54为连杆的延长杆，并有曲柄55与夹持臂54铰接，滑块的上下滑动带动曲柄及连杆转动，利用可伸缩的气缸活塞杆53带动夹持臂54实现对“u”型底板7的侧边的夹持；夹具5至少为两组，两组气动夹具通过换向阀的换向控制实现同步。
37.使用时，将工装板通过沉孔用螺栓固定在双轴变位机回转座16上，根据待焊工件的孔径选择两只合适直径的定位销，并根据孔距调整好定位销位置，将工件即“u”型底板放置于工装板并利用定位销实施定位，再利用换向阀推动气缸动作夹紧“u”型底板，完成“u”型底板的装夹，随后即可进行料斗端板的焊装，焊装完成后，操作换向阀使气缸换向松开“u”型底板，即可取下工件。
38.具体应用通过更换不同规格的工装板，或更换工装板上不同位置上的定位销孔即可满足多型号提升机料斗的焊接，相适应的不同规格的工装板能够大大扩展可焊接零件类型，实现工件快速夹紧，大大减少上下料操作所需时间。
39.以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，如修改工装板型式、定位销孔位置以适应不同种类零件，这些改进也应视为本发明的保护范围。